Элементарные частицы: что это, определение, характеристики, виды

Элементарная частица — это собирательный термин, к которому относят объекты субъядерных масштабов, то есть меньше атомного ядра. В свою очередь, такие частицы делятся на фундаментальные (например, кварки, нейтрино и электроны) и составные (протоны, нейтроны и прочие). Считается, что первые не имеют структуры, а вторые обладают сложным строением. Ученые не научились на практике делить их на части, отсюда и возник термин.

Виды элементарных частиц

Науке пока что известно около 350 видов подобных объектов. В это число входят античастицы, т. е. частицы-двойники. Они имеют ту же массу и спин (показатель количества вращательного движения, не связанный с перемещением элемента в пространстве как единого целого), при этом отличаются во всех остальных показателях, к примеру, в величине электрического заряда.

Характеристики и классификация элементарных частиц

Есть ряд признаков, которые объединяют все известные элементарные частицы. Вот наиболее фундаментальные из них:

1. Принцип тождественности. Говорит о том, что все объекты, относящиеся к одному виду, имеют идентичные свойства, в какой бы области Вселенной они ни находились.

2. Принцип корпускулярно-волнового дуализма. Это термин из квантовой механики, объясняющий двойственную природу частиц. В зависимости от обстоятельств один и тот же микроскопический элемент может проявлять разные характеристики. В первом случае это будут признаки классических волн, во втором — частиц.

3. Взаимопревращаемость. Это свойство, обнаруживающееся в ходе взаимодействия объектов. Если процесс не противоречит ряду физических законов, то частицы при распадах и соударениях не расщепляются на составные элементы, а образуют новые объекты.

Существует четыре классификации, по которым разделяют все частицы:

1. По видам взаимодействий. Этот способ обозначен выше. Он делит элементы на фундаментальные и составные.

2. По величине спина. Существуют объекты двух классов. Первый — бозоны (с целым спином), второй — фермионы (с полуцелым значением).

3. По массе. Выделяют безмассовые элементы (у которых величина данного параметра равна нулю) и все остальные.

4. По времени жизни. Каждая частица либо стабильна, либо нет. Это выражается в том, может ли объект в свободном состоянии существовать продолжительно, или же он самопроизвольно распадается.